ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 1

1.Элементы электрических цепей и электрических схем

совокупность электротехнических устройств, состоящую из соответствующим образом соединенных источников и приемников электрической энергии, предназначенных для генерации, передачи, распределения и преобразования электрической энергии и (или) информации, рассматривают как электрическую цепь. Электрическая цепь состоит из отдельных частей (объектов), выполняющих определенные функции и называемых элементами цепи. Основными элементами цепи являются источники и приемники электрической энергии (сигналов). Электротехнические устройства, производящие электрическую энергию, называются генераторами или источниками электрической энергии, а устройства, потребляющие ее – приемниками (потребителями) электрической энергии.

У каждого элемента цепи можно выделить определенное число зажимов (полюсов), с помощью которых он соединяется с другими элементами. Различают двух –и многополюсные элементы. Двухполюсники имеют два зажима. К ним относятся источники энергии (за исключением управляемых и многофазных), резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы. Многополюсные элементы – это, например, триоды, трансформаторы, усилители и т.д.

Электрическая схема  - это текст, описывающий определенными символами содержание и работу электротехнического устройства или комплекса устройств, что позволяет в краткой форме выразить этот текст.

Для того чтобы прочесть любой текст, необходимо знать алфавит и правила чтения. Так, для чтения схем следует знать символы - условные обозначения и правила расшифровки их сочетаний.

Основу любой электрической схемы представляют условные графические обозначения различных элементов и устройств, а также связей между ними. Язык современных схем подчеркивает в символах подчеркивает основные функции, которые выполняет в схеме изображенных элемент. Все правильные условные графические обозначения элементов электрических схем и их отдельных частей приводятся в виде таблиц в стандартах.

2. Круговая диаграмма для неразветвлённой цепи

Пусть неразветвленная цепь состоит из последовательно соединенных элементов: один с неизменяющимися параметрами, другой может менять параметры в широком диапазоне. К примеру, первый элемент – резистивный с сопротивлением R, второй элемент – индуктивный  L. При изменении частоты входного напряжения, модуль которого U=const, меняется реактивное сопротивление L (обозначено на схеме стрелкой).

Модуль комплекса входного тока зависит от частоты : 

.

При =0 ток максимален и совпадает по фазе с приложенным напряжением , при частоте =∞ ток равен нулю. Во всех остальных случаях характер цепи   активно-индуктивный, т.е. комплекс тока отстает от комплекса напряжения на угол , при =∞ ψ=90°. Годограф представляет собой половину дуги окружности радиусом I_к/2, расположенной в четвертой четверти.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 2

1. Эквивалентные схемы для источников энергии

2. Источник электроэнергии развивает э.д.с. E и обладает внутренним сопротивлением r_вн. Эти э.д.с. и сопротивление несколько изменяются в зависимости от силы тока I, отдаваемой источником энергии во внешнюю цепь. Но в большом числе случаев эти изменения относительно малы, что дает возможность пренебрегать ими и считать E и r_вн постоянными, не зависящими от силы тока. На этом основании в расчетных схемах цепей можно изображать реальный источник электроэнергии эквивалентной схемой (рис. А),

3. 

4. рис.А рис.Б 

5. в которой E – источник с постоянной э.д.с., направление ее обозначено стрелкой, помещенной в кружке, а r_вн – его постоянное внутренне сопротивление. Такой источник электроэнергии принято называтьисточником э.д.с. Напряжение на его зажимах  . Во многих случаях падение напряжения внутри источника  и, пренебрегая им, можно считать напряжение на зажимах источника энергии U = E = const. Такой источник электроэнергии, напряжение которого не зависит от силы тока, именуется источником напряжения.

2. Топографические диаграммы

Топографическая диаграмма представляет собой совокупность комплексных потенциалов точек цепи нанесённых на комплексную плоскость. Для построения топографическая диаграмма потенциал 1-й из точки принимаем за 0.

Рассчитывается комплексные потенциалы всех точек цепи затем они наносятся на комплексную плоскость Точки на комплексной плоскости соединяется отрезками прямых в соответствии со схемой ком при смешан Рассмотрение качеств построение топографической диаграммы с 1 источника при смешанном соединении Затем соединяем N с O получаем точку пересечения с дугой окружности М В масштабе напряжений отрезок ОМ изображает напряжение на неизменном сопро-и Z1 отрезок МК изображает напряжение на переменном U2. Пассивный 2-хполюсник в цепи синусоид тока. Содержит только потр. пассивн 2хполюсн можно заменить эквивалентной схемой с послед соединяем реактивные и активные сопротивления.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 3

1. Закон Ома для участка цепи с ЭДС

Закон Ома для участка цепи, содержащего источник ЭДС. Обобщенный закон Ома. Закон (правило) Ома для участка цепи, содержащего источник ЭДС, позволяет найти ток этого участка по известной разности потенциалов (φ_а - φ_с)на концах участка цепи и имеющейся на этом участке ЭДСE.

Так, по уравнению (1.2) для схемы рис. 2.6, а

I = (φ_a - φ_c + E) / R = (U_ac + E) / R;

по уравнению (2.2а) для схемы рис. 2.6, б

I = (φ_a - φ_c - E) / R = (U_ac - E) / R.

В общем случае

          (2.3а)

Уравнение (2.3а) математически выражает закон Ома для участка цепи, содержащего источник ЭДС; знак плюс перед Е соответствует рис. 2.6, а, знак минус - рис. 2.6, б. В частном случае при Е = 0уравнение (2.3а) переходит в уравнение (2.3).

2. Резонанс токов;Резонанс токов — резонанс, происходящий в параллельном колебательном контуре при его подключении к источнику напряжения, частота которого совпадает с собственной частотой контура.

 Резонанс токов может возникнуть при параллельном соединении индуктивности и емкости (рис. 198, а). В идеальном случае, когда в параллельных ветвях отсутствует активное сопротивление (R₁=R₂ = 0), условием резонанса токов является равенство реактивных сопротивлений ветвей, содержащих индуктивность и емкость, т. е. ?_oL = 1/(?_oC). Так как в рассматриваемом случае активная проводимость G = 0, ток в неразветвленной части цепи при резонансе I=U?(G²+(B_L-B_C)²)= 0. Значения токов в ветвях I₁ и I₂ будут равны (рис. 198,б), но токи будут сдвинуты по фазе на 180° (ток IL в индуктивности отстает по фазе от напряжения U на 90°, а ток в емкости I с опережает напряжение U на 90°). Следовательно, такой резонансный контур представляет собой для тока I бесконечно большое сопротивление и электрическая энергия в контур от источника не поступает. В то же время внутри контура протекают токи I_L и I_с, т. е. имеет место процесс непрерывного обмена энергией внутри контура. Эта энергия переходит из индуктивности в емкость и обратно.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 4